Внутренности астероида можно изучить, если покрыть его шариками

Исследование астероидов и других малых тел в Солнечной системе становится всё более популярным, поскольку их небольшие гравитационные колодцы делают их идеальными кандидатами для добычи ресурсов, что позволяет распространить жизнь в Солнечной системе. Однако технические задачи, стоящие перед миссией по исследованию астероида, очень сложны — ведь они такие маленькие и изменчивые, а понять, как на них приземлиться, ещё сложнее. Команда из Университета Триеста в Италии предложила идею миссии, которая может помочь решить эту проблему.

Основная концепция миссии включает в себя посадочную платформу, которая выглядит как купол с кучей маленьких шариков на нём, содержащих внутри датчики. Затем эти шарики выбрасываются из купола с разной силой и приземляются на различные части астероида или кометы.

Они создают так называемую «ячеистую» систему, обмениваясь информацией друг с другом и с главным кораблём. Они содержат ряд датчиков, таких как камера, магнитометр и, что немаловажно, инерциальный измерительный блок, или IMU.

IMU обычно используются в мобильных телефонах, чтобы определить, в какую сторону ориентирован телефон — именно поэтому изображение на экране вашего телефона перевернётся, если вы держите его вверх ногами. Они также могут измерять ускорение, поэтому многие из них используются в современной ракетной технике. Они миниатюрны и не требуют большого количества энергии, что позволяет им поместиться в формат шара, используемого для этой миссии.

Измерения с каждого из удалённых датчиков IMU можно объединить с данными об импульсе, с которым их запустили, и ввести всё это в программу, которая поможет базовой станции определить местоположение каждого датчика. Таким образом, измерения других датчиков, таких как магнитометры и камеры, позволят составить картину внешнего и внутреннего строения небесного тела, поскольку магнитные поля, поверхность объектов и даже гравитация могут значительно отличаться на малых небесных телах.

Новые «полностью оптические» наноразмерные датчики силы получают доступ к ранее недоступным средам

Механическая сила является неотъемлемой характеристикой многих физических и биологических процессов. Дистанционное измерение механических взаимодействий с высокой чувствительностью и пространственным разрешением необходимо для широкого спектра приложений: от робототехники до клеточной биофизики и медицины и даже космических полётов.

В статье, опубликованной в журнале Nature, группа исследователей под руководством инженеров Колумбийского университета и их соавторов сообщает, что они изобрели новые наноразмерные датчики силы. Они представляют собой люминесцентные нанокристаллы, которые могут менять интенсивность и/или цвет, когда вы их сжимаете или растягиваете. Эти полностью оптические нанодатчики выдают информацию в виде света и поэтому позволяют считывать данные полностью дистанционно — им не нужны провода.

Исследователи под руководством Джима Шака, доцента машиностроения, и Натали Фардиан-Меламед, постдокторанта его группы, а также группы Коэна и Чана из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Berkeley Lab) разработали нанодатчики, которые достигли как самого чувствительного отклика на силу, так и самого большого динамического диапазона, когда-либо реализованного в подобных датчиках.

Их чувствительность к силе в 100 раз выше, чем у существующих наночастиц, использующих редкоземельные ионы для оптического отклика, а рабочий диапазон охватывает более четырёх порядков величины силы, что в 10-100 раз больше, чем у любого предыдущего оптического нанодатчика.

«Мы ожидаем, что наше открытие произведёт революцию в чувствительности и динамическом диапазоне, достижимых с помощью оптических датчиков силы, и немедленно изменит технологии в различных областях — от робототехники до клеточной биофизики и медицины и космических путешествий», — говорит Шак.

Учёные установили происхождение быстрых радиовсплесков

Быстрые радиовсплески — это короткие и мощные всплески радиоволн, испускаемые чрезвычайно компактными объектами, такими как нейтронные звёзды и, возможно, чёрные дыры. Эти мимолётные фейерверки длятся всего тысячную долю секунды и могут нести в себе огромное количество энергии — достаточно, чтобы на короткое время затмить целые галактики.

С тех пор как в 2007 году был обнаружен первый быстрый радиовсплеск (FRB), астрономы зафиксировали тысячи FRB, чьё местоположение варьируется от нашей галактики до 8 миллиардов световых лет. Как именно появляются эти космические всплески, до сих пор остаётся неизвестным.

Теперь астрономы из Массачусетского технологического института установили происхождение по крайней мере одного быстрой радиовсплеска с помощью новой методики, которая может быть использована и для других FRB. В своём новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, команда сосредоточилась на FRB 20221022A — ранее обнаруженном быстром радиовсплеске, который был зафиксирован в галактике, находящейся на расстоянии около 200 миллионов световых лет.

Чтобы определить точное местоположение радиосигнала, команда проанализировала его мерцание. Учёные изучили изменения яркости FRB и определили, что всплеск должен был возникнуть в непосредственной близости от источника, а не намного дальше, как предсказывали некоторые модели.

По оценкам команды, FRB 20221022A образовался в области, расположенной очень близко к вращающейся нейтронной звезде, на расстоянии не более 10 000 километров. Взрыв, вероятно, возник в магнитосфере нейтронной звезды — высокомагнитной области, непосредственно окружающей сверхкомпактную звезду.

«В нейтронных звёздах магнитные поля демонстрируют пределы возможностей Вселенной, — говорит ведущий автор работы Кензи Ниммо, постдок Института астрофизики и космических исследований имени Кавли Массачусетского технологического института. — Было много споров о том, может ли такое яркое радиоизлучение вообще вырваться из этой экстремальной плазмы».

Одиночество связано с повышенным риском сердечных заболеваний и инсульта, а также с восприимчивостью к инфекциям

Общение с друзьями и родственниками может сохранить наше здоровье, поскольку оно укрепляет иммунную систему и снижает риск развития таких заболеваний, как сердечно-сосудистые, инсульт и диабет второго типа, говорится в новом исследовании.

Исследователи из Великобритании и Китая пришли к такому выводу, изучив белки из образцов крови, взятых у более чем 42 000 взрослых людей, включённых в Биобанк Великобритании. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Human Behaviour.

Социальные отношения играют важную роль в нашем благополучии. Всё больше фактов свидетельствуют о том, что социальная изоляция и одиночество связаны с ухудшением здоровья и ранней смертью. Однако, несмотря на эти данные, глубинные механизмы, с помощью которых социальные отношения влияют на здоровье, остаются неясными.

Один из способов изучить биологические механизмы — посмотреть на белки, циркулирующие в крови. Белки — это молекулы, вырабатываемые нашими генами и необходимые для нормального функционирования организма. Они также могут служить полезными мишенями для лекарств, позволяя исследователям разрабатывать новые методы лечения болезней.

Команда под руководством учёных из Кембриджского университета (Великобритания) и Фуданьского университета (Китай) изучила «протеомы» — набор белков — в образцах крови, сданных более чем 42 000 взрослых в возрасте 40-69 лет, которые участвуют в Биобанке Великобритании. Это позволило им увидеть, уровень каких белков был выше у людей, которые были социально изолированы или одиноки, и как эти белки связаны с ухудшением здоровья.

Команда рассчитала баллы социальной изоляции и одиночества для отдельных людей. Социальная изоляция — это объективный показатель, основанный, например, на том, живёт ли человек один, как часто он общается с другими людьми и принимает ли участие в общественной деятельности. Одиночество, с другой стороны, — субъективный показатель, основанный на том, чувствует ли человек себя одиноким.

Проанализировав протеомы с поправкой на такие факторы, как возраст, пол и социально-экономическое положение, команда обнаружила 175 белков, связанных с социальной изоляцией, и 26 белков, связанных с одиночеством (хотя наблюдалось значительное дублирование: примерно 85% белков, связанных с одиночеством, были общими с белками, связанными с социальной изоляцией). Многие из этих белков вырабатываются в ответ на воспаление, вирусную инфекцию и как часть иммунной реакции, а также связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом второго типа, инсультом и ранней смертью.

Затем команда использовала статистический метод, известный как менделевская рандомизация, чтобы изучить причинно-следственную связь между социальной изоляцией и одиночеством, с одной стороны, и белками — с другой. Используя этот подход, они выявили пять белков, избыток которых был вызван одиночеством.

Учёные обнаружили удивительные различия между человеком и мышью в одной из основных мишеней иммунотерапии рака

С момента своего открытия в 1990-х годах «белок программируемой клеточной смерти 1», или PD-1, рассматривается как ведущая мишень в лечении рака. Являясь рецептором «контрольной точки», который часто находится на поверхности клеток иммунной системы, молекула PD-1 работает как своеобразный выключатель, не позволяющий иммунным клеткам атаковать другие клетки.

После её открытия, которое произвело революцию в онкологии и принесло Нобелевскую премию 2018 года, исследователи разработали новые препараты для блокировки PD-1 и высвобождения иммунной системы организма для борьбы с раком. Однако методы лечения, использующие PD-1, эффективны лишь у небольшой части больных раком, что подчёркивает необходимость более глубокого понимания того, как работает PD-1. Большая часть наших нынешних знаний о функциях PD-1 получена из исследований на мышах, основанных на предположении, что биология грызунов и человека работает одинаково.

Исследователи из Школы биологических наук и Школы медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что это предположение может быть ошибочным. В ходе комплексной оценки PD-1, включавшей новые биохимические анализы, моделирование на животных и новую эволюционную карту, прослеживающую эволюцию PD-1 на протяжении миллионов лет, учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего и их коллеги из Китайской академии наук обнаружили, что PD-1 у мышей значительно слабее, чем его человеческая версия.

Исследование, проведённое под руководством ассистента учёного Такеи Масубучи, выявило несколько ранее неизвестных характеристик PD-1, включая «мотив» — специфическую последовательность аминокислот, — которая значительно отличается у грызунов и людей.

«Наша работа обнаруживает неожиданные видовые особенности PD-1, что имеет значение для разработки лучших доклинических моделей PD-1, — говорит доцент Энфу Хуи из Школы биологических наук, отделения клеточной биологии и биологии развития, старший автор статьи. — Мы обнаружили в PD-1 мотив, который присутствует у большинства млекопитающих, включая человека, но удивительным образом отсутствует у грызунов, что делает PD-1 грызунов уникально слабым».

Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали